Question

（共15分）由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇, 一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

（1）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝ ；已知：K(300℃)＞K(350℃)，則該反應(yīng)是_______反應(yīng)。（填“吸熱”或“放熱”）（4分）

（2）下列情況不能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡的是 (4分）

A．混合氣體的平均平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 B．混合氣體的壓強(qiáng)不變

C．單位時(shí)間內(nèi)生成3mol H—H鍵，同時(shí)生成2 mol C=O鍵

D．混合氣體中 c (H2) : c (CH3OH) = 3:1

（3）（3分）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。從反應(yīng)開始到平衡，用H2濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)為 mol·L－1·min－1

（4）（4分）下列措施中能使（3）題中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有 。(填字母)

A 升高溫度 B 加入催化劑 C．將H2O(g)從體系中分離

D．充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大 E．再充入1molCO2和3molH2

 

Answer 1

（1） K= ；吸熱;（2）CD ;（3）0.225 ；（4）CE

【解析】

試題分析：（1）：（1）已知CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），△H＜0，則其平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=，已知該反應(yīng)正方向?yàn)榉艧岱较�，所以降低溫度平衡正移，則平衡常數(shù)K增大.答案為 K= ；吸熱;（2）該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)發(fā)生變化，故平均相對(duì)分子質(zhì)量、壓強(qiáng)不變能判斷達(dá)到平衡，A、B不選；單位時(shí)間內(nèi)生成3mol H—H鍵，同時(shí)生成2 mol C=O鍵，均指逆反應(yīng)速率，故不能判斷達(dá)到平衡，C選； 混合氣體中 c (H2) : c (CH3OH) = 3:1不一定達(dá)到平衡，達(dá)到平衡時(shí)是各物質(zhì)的濃度保持不變，D選，故答案為CD；（3）從反應(yīng)開始到平衡，v（CO2）==0.075mol/L-1min-1，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（H2）=3×0.075mol/L-1min-1=0.225 mol/L-1min-1，故答案為：0.225 mol/L-1min-1；（4）A．因正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，n(CH3OH)/n(CO2)減小，A錯(cuò)誤；加入催化劑，平衡不移動(dòng)，n(CH3OH)/n(CO2)比值不變，B錯(cuò)誤；將H2O（g）從體系中分離，平衡向正反應(yīng)方法移動(dòng)，n(CH3OH)/n(CO2)比值增大，C正確；充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大，但對(duì)反應(yīng)物質(zhì)來說，濃度沒有變化，平衡不移動(dòng)，n(CH3OH)/n(CO2)比值不變，D錯(cuò)誤，再充入1mol CO2和3mol H2，等效于在原來基礎(chǔ)上縮小體積一半，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)n(CH3OH)/n(CO2)增大，E正確；答案選CE.

考點(diǎn)：化學(xué)平衡計(jì)算